Обосновать необходимость междеформационной паузы при контролируемой прокатке

Междеформационая пауза должна предотвратить выделение карбонитридов, охладить металл до температрур начала чистовой прокатки, которая должна быть ниже температуры рекристализации аустенита. Выделение карбонитридов должно происходить после начала чистовой прокатки и завершатся на отводящем рольганге, так как выделение карбонитридов именно на стадии чистовой прокатки позволит эффективно измельчить зерно феррита и аустенита. При этом производительность не должна снижаться.

9. Какое из двух показателей KCU^-20 или KCU^-40 может быть близким, а какое должно существенно различаться у сталей, предназначенных для эксплуатации при температурах: - 20⁰С и - 70⁰С?

KCU^-20 и KCU^-40будут близки для сталей, работающих при температуре эксплуатации -70⁰С, и будут существенно различаться у сталей, работающих при температуре эксплуатации -20⁰С.

10. Какие функциональные задачи выполняет микролегирование ниобием и ванадием? Какой из элементов является основным и почему?

Ниобий измельчает аустенит, а Ванадий измельчает феррит. Ниобий снижает скорость рекристализации и позволяет получить игольчатую структуру. Комплексное легирование ванадием и ниобием обеспечивает эффективное уменьшение зерна в результате выделения карбонитридов – дисперсное упрочнение. Так как ниобий измельчает зерно аустенита, значит выделение карбонитридов происходит в начале чистовой прокатки. При этом ванадий измельчает зерно феррита, то есть выделение карбонитридов происходит в конце чистовой прокатки и начале последеформационного охлаждения. Для сталей не ответственного назначения используем ванадий, так как он наиболее сильно измельчает зерно аустенита.

11. Какие способы измельчения зерна реализуются в процессе контролируемой прокатки при нагреве заготовки?

В процессе нагрева заготовки реализуются два способа измельчения зерна:

1) Дисперсионное упрочнение или твердение – распад пересыщенного твердого раствора (метастабильной фазы). Оно происходит при выделении частиц второй фазы. Происходит наиболее эффективно, когда вторая фаза дисперсна, то есть когда частицы второй фазы распределены во всем объеме равномерно и расстояние между ними мало. (Дисперсное упрочнение – упрочнение за счет введения частиц второй фазы). Эффект дисперсионного упрочнения в измельчении зерна не проявляется если размер частиц меньше 100 ангстрем, и наиболее эффективно дисперсионное упрочнение при размере частиц в 10 ангстрем. Поэтому для более эффективного дисперсного упрочнения необходимо растворить карбонитриды, выделившиеся при затвердевании и охлаждении сляба. Температура аустенитизации (температура нагрева перед прокаткой) позволяет эффективно регулировать степень дисперсионного упрочнения.

2) регулирование растворения карбонитридов при нагреве позволяет обеспечить условие при котором не произойдет охрупчивание стали из-за дисперсионного упрочнения.

12. Какие способы измельчения зерна реализуются в процессе контролируемой прокатки при прокатке в черновой клети?

При прокатке в черновой группереализуется механизмдинамической полигонизации. Рекристаллизация – полная или частичная замена одних зерен данной фазы другими зернами той же фазы, обладающих меньшей энергией. При прокатке в черновой группе клети измельчение зерна осуществляется за счет протекания динамической рекристаллизации. Температура деформации в черновой клети выше температуры рекристаллизации, время пауз большое. Это обеспечивает протекание статической рекристаллизации. В черновых клетях необходимо обеспечивать протекание процессов динамической рекристализации, разовая степень деформации должна составлять около 25-30%.

13. Какие способы измельчения зерна реализуются в процессе контролируемой прокатки при прокатке в чистовой клети?

При прокатке в чистовой группе клетей измельчение зерна происходит за счет образования субструктуры. Полиганизация – процесс образования и движения малоугловых дислакационных субграниц. При полигонизации происходит перераспределение дислокаций в границах ячеек и происходит рост субзерен. Важно получение в чистовой группе клетей динамической полигонизации, то есть суммарная степень деформации должна быть больше 35-50%, температура начала прокатки должна быть ниже температуры рекристализации аустенита, что бы накопление происходило в большем количестве клетей. Температура начала чистовой прокатки оптимально должна составлять 850-900⁰С.

Полосы деформации являются дополнительным механизмом измельчения зерна, так как они являются дополнительным центром зарождения ферритных зерен. Полосы деформации – вытянутые зерна вдоль оси прокатки в результате деформации в клети.

14. Какие способы измельчения зерна реализуются в процессе контролируемой прокатки при охлаждении на промежуточном рольганге?

Предотвращение выделения карбонитридов и их округления. Наиболее эффективно выделение карбонитридов влияет на измельчение зерна при чистовой прокатке. Для того чтобы не происходило их выделения при температуре 900-1000⁰С необходима междеформационная пауза. Для того чтобы увеличить производительность оборудования целесообразно применить охлаждение на промежуточном рольганге или использовать специальные устройства: коил-бокс.

15. Какие способы измельчения зерна реализуются в процессе контролируемой прокатки при последеформационном охлаждении на отводящем рольганге?

Измельчение зерна в процессе охлаждения на промежуточном рольганге осуществляется с помощью:

1) Структуры второй фазы. Наиболее благоприятным является получение игольчатой структуры. Игольчатая структура позволяет получить более высокие механические свойства и эффективно измельчить зерно.

2) Предотвращение образование перлита. Образование игольчатой структуры вместо перлита позволяет повысить прочность и свариваемость стали.

16. Какие «основные» и «дополнительные» структурные механизмы упрочнении обеспечивают заданную температуру перехода в хрупкое состояние t₅₀ и уровне прочности?

Основные: Создание структуры, измельчение зерна. Измельчение зерен феррита осуществляется легированием ванадием, а измельчение зерна аустенита осуществляется легированием ниобием и ванадием.

Дополнительные: дисперсное упрочнение, получение игольчатой структуры, полосы деформации.

17. Какие легирующие элементы позволяют получить оптимальное соотношение полигонального и игольчатого феррита?

Оптимальноесоотношение полигонального и игольчатого феррита позволяет получить легирование молибденом и микролегирование ниобием.

18. Какие технологические параметры позволяют получить оптимальное соотношение полигонального и игольчатого феррита?

Оптимальное соотношение полигонального и игольчатого феррита позволяет получить с помощью температуры смотки для НШПС и скорости охлаждения для ТЛС.

19. Технологическими условиями предусмотрена поставка двух партий металла методом контролируемой прокатки (σ_т = 490 МПа, t₅₀ = - 40⁰С) и (σ_т 450 МПа, t₅₀ = - 70⁰С). Выбрать одно из двух значений температуры нагрева (1050 или 1150⁰С) для каждого случая.

С повышением температуры нагрева происходит повышение прочности и снижение вязкостных свойств. Поэтому для стали с температурой нагрева 1150⁰Сзначения предела текучести и порога хладноломкости будут иметь значения σ_т = 490 МПа, t₅₀ = - 40⁰С, а для температуры 1050⁰Сзначения предела текучести и порога хладноломкости будут иметь значения σ_т = 450 МПа, t₅₀ = - 70⁰С.

20. Между какими проходами (первыми или последними) целесообразно осуществлять охлаждение полосы при контролируемой прокатке в чистовых проходах?

Лучше всего осуществлять охлаждение полосы при контролируемой прокатке в чистовых проходах в первых проходах, так как это позволяет снизить температуру прокатки в чистовой группе ниже температуры рекристаллизации аустенита. Следовательно, накопление деформации будет происходит в большем количестве клетей.

21. В чем особенности деформационного режима контролируемой прокатки в черновых проходах?

Так как температура прокатки в черновой группе высокая t_д > t_ра и а величина междеформационных пауз велика, то проходит статическая рекристаллизация полностью. В черновых клетях необходимо обеспечивать протекание процессов динамической рекристализации, разовая степень деформации должна составлять около 25-30%.

22. В чем особенности деформационного режима контролируемой прокатки в чистовых проходах?

В чистовых клетях рекристаллизации полностью не успевает пройти, так как температура ниже, а время нахождения металла в межклетьевом промежутке мало. Чистовая группа клетей непрерывная, следовательно в ней происходит накопление деформации. В чистовых клетях необходимо обеспечить протекание динамической полигонизации, то есть суммарная степень деформации должна быть больше 35-50%, температура начала прокатки должна быть ниже температуры рекристализации аустенита, что бы накопление происходило в большем количестве клетей. Температура начала чистовой прокатки оптимально должна составлять 850-900⁰С. Температура конца прокатки должна:

- обеспечивать полосы деформации (дополнительное измельчение зерна);

- обеспечивать деформацию двухфазной области для создания субструктуры в феррите без выделения карбонитридов;

- не проводить к теплому наклепу.

Дата добавления: 2015-06-25